汇编语言期末复习——第四章程序结构

夷老永宜 發表於 2021-11-8 11:49:00

汇编语言期末复习——第四章程序结构

一、顺序程序结构
<ol>
<li>程序的静态分析　　略</li>
<li>程序的动态分析　　略</li>
<li>实例：读取CMOS RAM数据程序    略</li>
</ol>
二、分支程序结构
<ol>
<li>无条件转移指令<ol>
<li>代码段寄存器CS指出代码段的段基地址，指令指针IP给出将要执行的偏移地址</li>
<li>转移范围<ol>
<li>段内转移——只改变IP  <ol>
<li>段内转移也称近转移（NEAR）</li>
<li>如果转移范围可以用1字节编码表达，即向地址增大方向转移127字节，向地址减小方向转移128字节，形成短转移（SHORT）</li>
</ol></li>
<li>段间转移——更改CS和IP<ol>
<li>也称远转移（FAR）</li>
</ol></li>
</ol></li>
<li>指令寻址方式<ol>
<li>相对寻址方式
<ul>
<li>提供目标地址相对于当前指令指针IP的位移量</li>
<li>目标地址（转移后的IP）=当前IP+位移量</li>
</ul>
</li>
<li>直接寻址方式
<ul>
<li>直接提供目标地址</li>
<li>目标地址（转移后的CS和IP）=指令操作数</li>
</ul>
</li>
<li>间接寻址方式
<ul>
<li>指示寄存器或存储单元</li>
<li>目标地址来自寄存器或存储单元，间接获得</li>
</ul>
</li>
<li>注：目标地址=目的地址=转移地址</li>
</ol></li>
<li>JMP指令<ol>
<li>四种类型<ol>
<li>段内转移，相对寻址
<div class="cnblogs_code">
<pre>JMP LABLE ;IP=IP+位移量</pre>
</div>
 
</li>
<li>段内转移，间接寻址
<div class="cnblogs_code">
<pre>JMP R16 ;IP=R16 寄存器间接寻址 
JMP M16 ;IP=M16存储器间接寻址</pre>
</div>
 
</li>
<li>段间转移，直接寻址
<div class="cnblogs_code">
<pre>JMP LABLE ;IP=LABLE的偏移地址，CS=LABLE的段选择器</pre>
</div>
 
 
</li>
<li>段间转移，间接寻址
<div class="cnblogs_code">
<pre>JMP M32 ;IP=M32,CS=M32+2</pre>
</div>
 
</li>
</ol></li>
<li>MASM会根据存储模型和目标地址等信息自动识别是哪种转移。<ol>
<li>汇编程序提供了操作符：
<ul>
<li>SHORT</li>
<li>NEAR PTR </li>
<li>FAR PTR</li>
<li>可以强制转换一个符号、段名或子程序名的类型，形成相应的控制转移。</li>
</ul>
</li>
</ol></li>
<li>实例：
<div class="cnblogs_code">
<pre>;eg403.asm
 .model small
.stack
.data
nvar dw ?
fvar dd ?
.code
.startup
labl0: jmp labl1 ;段内（短）转移、相对寻址
nop
labl1: jmp near ptr labl2 ;段内（近）转移、相对寻址
nop
labl2: mov ax,offset labl3
jmp ax ;段内转移、寄存器间接寻址
nop
labl3: mov ax,offset labl4
mov nvar,ax
jmp nvar ;段内转移、存储器间接寻址
nop
labl4: jmp far ptr labl5 ;段间转移、直接寻址
nop
labl5: mov ax,offset labl6
mov word ptr fvar,ax
mov dx,seg labl6
mov word ptr fvar+2,dx
jmp fvar ;段间转移、间接寻址
nop
labl6:
.exit
end</pre>
</div>
 
</li>
</ol></li>
</ol></li>
<li>条件转移指令<ol>
<li>格式及说明
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>JCC LABEL
;条件满足，发生转移；
;否则顺序执行下条指令</pre>
</div>
 
</li>
<li>LABEL表示目标地址，采用段内相对寻址（只能是-128~127之间的短转移）</li>
<li>条件转移指令不影响标志，但要利用标志。</li>
<li>16种，两类标志判断如下：
<ul>
<li>单个标志状态作为条件</li>
<li>两数大小关系作为条件</li>
</ul>
</li>
<li><img src="https://img2020.cnblogs.com/blog/2004273/202111/2004273-20211107181729221-1950635993.jpg" alt="" width="1127" height="632" loading="lazy">
 
 
</li>
</ul>
</li>
<li>实例！开始疯狂上代码！
<ul>
<li>个数折半（如果是奇数就加一，如果是偶数直接显示）
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre> mov ax,885 ;假设一个数据
shr ax,1 ;数据右移进行折半
jnc goeven ;余数为0，即CF＝0条件成立，不需要处理，转移
add ax,1 ;否则余数为1，即CF＝1，进行加1操作
goeven: call dispuiw ;显示结果</pre>
</div>
</li>
<li>上述代码可以利用ADC优化成：
<div class="cnblogs_code">
<pre> mov ax,887 ;假设一个数据
shr ax,1 ;数据右移进行折半
adc ax,0 ;余数＝CF＝1，进行加1操作；余数＝CF＝0，没有加1
call dispuiw;显示结果</pre>
</div>
</li>
</ul>
</li>
<li>
位测试程序（如果AL的D1=1 显示“READY TO" GO! D1=0显示”NOT READY"）
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre> .data
no_msg db 'Not Ready!','$'
yes_msg db 'Ready to Go!','$'
.code
.startup
mov al,56h ;假设一个数据
test al,02h ;测试D1位（使用D1＝1，其他位为0的数据）
jz nom ;D1＝0条件成立，转移
mov dx,offset yes_msg ;D1＝1，显示准备好
jmp done ;跳转过另一个分支体！
nom: mov dx,offset no_msg ;显示没有准备好
done: mov ah,9
int 21h </pre>
</div>
</li>
</ul>
</li>
<li>奇偶校验程序（在字符的ASC码中的1的个数为奇数令校验位为0）程序实现在ASC码的最高位加上校验位
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>Tdata db ? ;保存待发送数据的变量

mov ah,1 ;1号功能
int 21h ;键盘输入
and al,7fh ;最高位置“0”、其他位不变，同时标志PF反映“1”的个数
jnp next ;个数为奇数，则转向NEXT
or al,80h ;最高位置“1”、其他位不变 
next: mov Tdata,al ;保存待发送的数据</pre>
</div>
</li>
</ul>
</li>
<li>
数据大小比较程序（相等显示“EQUAL”，第一个数大显示“FIRST”，第二个数大显示“SECOND”）
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>;eg407.asm
 .model small
.stack
.data
var1 dw -3765
var2 dw 8930
msg0 db 'Equal$'
msg1 db 'First$'
msg2 db 'Second$'
.code
.startup
mov ax,var1 ;取第1个数据
cmp ax,var2 ;与第2个数据比较
je equal ;两数相等，转移
jnl first ;第1个数据大，转移
mov dx,offset msg2 ;第2个数据大
jmp done
first: mov dx,offset msg1
jmp done
equal: mov dx,offset msg0
done: mov ah,9 ;显示结果
int 21h
.exit
end</pre>
</div>
 
 
</li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
</ol></li>
<li>单分支<ol>
<li style="list-style-type: none">
<ul>
<li>求绝对值
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>;eg408.asm
 .model small
.stack
.data
var dw 0b422h ;有符号数据
result dw ? ;保存绝对值
 .code
.startup
mov ax,var
cmp ax,0 ;比较AX与0
jge nonneg ;条件满足：AX≥0，转移
neg ax ;条件不满足：AX＜0，为负数，需求补得正值
nonneg: mov result,ax ;分支结束，保存结果
 .exit
end</pre>
</div>
</li>
</ul>
</li>
<li>
字母判断程序
<ul>
<li>
 
<div class="cnblogs_code">
<pre> mov ah,1
int 21h ;输入一个字符，从AL返回值
cmp al,'A' ;与大写字母A比较
jb done ;比大写字母A小，不是大写字母，转移
cmp al,'Z' ;与大写字母Z比较
ja done ;比大写字母Z大，不是大写字母，转移
or al,20h ;转换为小写
mov dl,al
mov ah,2
int 21h ;显示小写字母
done:</pre>
</div>
 
</li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
</ol></li>
<li>双分支程序<ol>
<li style="list-style-type: none">
<ul>
<li>显示数据最高位
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>var dw 0b422h ;有符号数据

mov bx,var
shl bx,1 ;BX最高位移入CF标志
jc one ;CF＝1，即最高位为1，转移
mov dl,'0' ;CF＝0，即最高位为0：DL←'0'
jmp two ;一定要跳过另一个分支体
one: mov dl,'1' ;DL←'1'
two: mov ah,2
int 21h ;显示</pre>
</div>
 可以使用ADC消除分支：
</li>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>XOR DL,DL
mov bx,var
shl bx,1 ;BX最高位移入CF标志
adc dl,'0'
mov ah,2
int 21h ;显示</pre>
</div>
</li>
</ul>
</li>
<li>有符号数运算溢出程序
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>;eg411.asm
 .model small
.stack
.data
var1 dw 24680
var2 dw -9999
var3 dw ?
okmsg db 'Correct!','$' ;正确信息
errmsg db 'ERROR ! Overflow!','$' ;错误信息
 .code
.startup
mov ax,var1
sub ax,var2 ;求差
jo error ;有溢出，转移
mov var3,ax ;无溢出，保存差值
mov dx,offset okmsg ;显示正确
jmp disp
error: mov dx,offset errmsg;显示错误
disp: mov ah,9
int 21h
.exit
end</pre>
</div>
 
</li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
</ol></li>
<li>多分支程序 
<ul>
<li>可以使用表结构实现多分支</li>
</ul>
</li>
</ol>
三、循环程序结构
<ol>
<li>循环指令
<ul>
<li>LOOP LABEL
<ul>
<li>CX=CX-1 如果CX不等于0，循环到label，否则顺序执行</li>
</ul>
</li>
<li>JCXZ LABEL
<ul>
<li>CX=0转移，否则顺序执行</li>
</ul>
</li>
<li>目标地址采用相对短转移</li>
<li>使用CX作为计数器
<ul>
<li>如果CX=0将循环pow(2,16)次发生错误</li>
<li>此时可以使用JCXZ先判断CX是否为零</li>
</ul>
</li>
<li>实例：数组求和程序
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>ARRAYDW136,-138,133,130,-161
SUMDW?

XOR AX,AX
MOV CX,LENGTHOF ARRAY
MOV BX,OFFSET ARRAY
AGAIN:ADD AX,ARRAY
ADD BX,TYPE ARRAY
LOOP AGAIN
MOV SUM,AX</pre>
</div>
</li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
<li>计数控制循环
<ul>
<li>求最大值程序
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>;eg414.asm
 .model small
.stack
.data
array dw -3,0,20,900,587,-632,777,234,-34,-56 ;假设一个数组
count = lengthof array ;数组的元素个数
max dw ? ;存放最大值
 .code
.startup
mov cx,count-1 ;元素个数减1是循环次数
mov si,offset array
mov ax, ;取出第一个元素给AX，用于暂存最大值
again: add si,2
cmp ax, ;与下一个数据比较
jge next ;已经是较大值，继续下一个循环比较
mov ax, ;AX取得更大的数据
next: loop again ;计数循环
mov max,ax ;保存最大值
 .exit
end</pre>
</div>
</li>
</ul>
</li>
<li>简单的加密解密程序
<ul>
<li style="list-style-type: none">
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>;eg415.asm
 .model small
.stack
.data
key db 234 ;假设的一个密钥
buffer db 'This is a secret.','$' ;待加密的信息（字符串）
count = sizeof buffer-1 ;不处理最后结尾字符
msg1 db 'Encrypted message: ','$'
msg2 db 13,10,'Original messge: ','$'
.code
.startup
mov cx,count ;CX＝字符个数，作为循环的次数
xor bx,bx ;BX指向待处理的字符
mov al,key ;AL＝密钥
encrypt: xor buffer,al ;异或加密
inc bx ;指向下一个字符
cmp bx,cx
jb encrypt ;没有指向最后字符，继续处理
mov dx,offset msg1 ;显示提示信息
mov ah,9
int 21h
mov dx,offset buffer ;显示加密后的密文
mov ah,9
int 21h
;
 xor bx,bx ;BX指向待处理的字符
mov al,key ;AL＝密钥
decrypt: xor buffer,al ;异或解密
inc bx
dec cx
jnz decrypt ;等同于指令：loop decrypt
mov dx,offset msg2
mov ah,9
int 21h
mov dx,offset buffer ;显示解密后的明文
mov ah,9
int 21h
.exit

end</pre>
</div>
 　　
</li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
<li>条件控制循环
<ul>
<li>字符个数统计（统计以0结尾的字符串中的字符个数）
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>;eg416a.asm
include io.inc
.model small
.stack
.data
string db 'Do you have fun with Assembly?',0 ;以0结尾的字符串
 .code
.startup
xor bx,bx ;BX用于记录字符个数，同时也用于指向字符的指针
again: mov al,string
cmp al,0 ;也可以使用指令“test al,al”
jz done
inc bx ;个数加1
jmp again ;继续循环
done: mov ax,bx ;显示个数
call dispuiw
.exit
end</pre>
</div>
</li>
</ul>
</li>
<li>斐波那契
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>;eg417a.asm
include io.inc
.model small
.stack
.data

.code
.startup
mov ax,1 ;AX=F(1)=1
call dispuiw ;显示第1个数
call dispcrlf ;回车换行
call dispuiw ;显示第2个数
call dispcrlf ;回车换行
mov bx,ax ;BX=F(2)=1
again: add ax,bx ;AX=F(N)=F(N-2)+F(N-1)
jc done
call dispuiw ;显示一个数
call dispcrlf ;回车换行
xchg ax,bx ;AX=F(N-2)，BX=F(N-1)
jmp again
done:
.exit
end</pre>
</div>
</li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
<li>多重循环　　　　
<ul>
<li>冒泡排序
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>;eg418.asm
 .model small
.stack
.data
array dw 587,-632,777,234,-34 ;假设一个数组
count = lengthof array ;数组的元素个数
 .code
.startup
mov cx,count ;CX←数组元素个数
dec cx ;元素个数减1为外循环次数
outlp: mov dx,cx ;DX←内循环次数
mov bx,offset array
inlp: mov ax, ;取前一个元素
cmp ax, ;与后一个元素比较
jng next
;前一个不大于后一个元素，则不进行交换
xchg ax, ;否则，进行交换
mov ,ax
next: inc bx ;下一对元素
dec dx
jnz inlp ;内循环尾
loop outlp ;外循环尾
 .exit

end</pre>
</div>
</li>
</ul>
</li>
<li>字符剔除（剔除空格
<ul>
<li>
<div class="cnblogs_code">
<pre>;eg419.asm
 .model small
.stack
.data
string db 'Let us have a try !',0dh,0ah,'$' ;以“$”结尾的字符串
 .code
.startup
mov dx,offset string ;显示处理前的字符串
mov ah,9
int 21h
mov si,offset string
outlp: cmp byte ptr ,'$' ;外循环，先判断后循环
jz done ;为“$”结束
again: cmp byte ptr ,' ' ;检测是否是空格
jnz next ;不是空格继续循环
mov di,si ;是空格，进入剔除空格分支
inlp: inc di ;该分支是循环程序
mov al, ;前移一个位置
mov ,al
cmp byte ptr ,'$' ;内循环，先循环后判断
jnz inlp ;内循环结束处
jmp again ;再次判断是否为空格（处理连续空格情况）
next: inc si ;继续对后续字符进行判断处理
jmp outlp ;外循环结束处
done: mov dx,offset string ;显示处理后的字符串
mov ah,9
int 21h
.exit

end</pre>
</div>
 
</li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
<li>串操作指令<ol>
<li>以字节、字和双字为单位多个数据存放在连续的主存区形成数据串，（也就是数组）</li>
<li>特殊的寻址方式：
<ul>
<li>源操作数用寄存器SI间接寻址，默认在数据段DS中，即DS:，允许段超越</li>
<li>目的操作数用寄存器DI间接寻址，默认在附加段ES中，即ES:,不允许段超越</li>
<li>每执行一次串操作源指针SI和目的指针DI自动±1或±2</li>
<li>CLD设置方向标志DF=0 指针增加</li>
<li>STD设置方向标志DF=1 指针减小</li>
</ul>
</li>
<li>串传送<ol>
<li>传送 MOVS 
<ul>
<li>MOVSB  ES: ← DS:  SI++,DI++</li>
<li>MOVSW  ES: ← DS:  SI+=2,DI+=2</li>
</ul>
</li>
<li>存储 STOS
<ul>
<li>STOSB  ES:←AL  DI++</li>
<li>STOSW ES:←AX  DI+=</li>
</ul>
</li>
<li>读取 LODS
<ul>
<li>AL←DS:  SI++</li>
<li>AX←DS: SI+=2</li>
</ul>
</li>
<li>重复REP  计数器也是CX</li>
</ol></li>
</ol></li>
</ol>
四、习题
4.1（2）数据的直接寻址和指令的直接寻址有什么区别？
　　　　数据的直接寻址直接给偏移地址（变量名/有效地址）
　　　　指令的直接寻址使用段内转移相对量（标号）
　　（5）什么是奇偶校验？
　　　　包括校验位在内的数据为为“1”的个数为奇数是奇校验。
　　（6）助记符JZ和JE为什么表达同一条指令？
　　　　JZ为两个数相减差值为零，JE为两个数相等。
　　（9）如果循环体的代码量远超过128字节，还能用LOOP指令实现计数控制循环吗？
　　　　短转移前后不能超过128字节。
　　（10）什么是“先循环、后判断”循环结构？
　　　　先执行一遍循环体。
4.2 判断题
　　（2）指令的相对寻址都是段内转移。
　　　　对。
　　（4）JMP指令对应高级语言的GOTO语句，所以不能使用。
　　　　错，可以使用。
　　（6）JA和JG指令的条件都是“大于”，所以是同一个指令的两个助记符。
　　　　错。JA判断无符号数JG判断有符号数。
　　（7）JC和JB指令的判断条件都是CF=1，所以是同一条指令。
　　　　错。JC前有可能是移位，JB必须是有减法操作才能判断。
　　（10）若CX＝0，则LOOP指令和JCXZ指令都发生转移。
　　　　对，而且LOOP会执行pow(2,16)次。
4.3填空题
　　（2）MASM给短转移、近转移、和远转移定义的类型名依次是   SHORT 、   NEAR  、   FAR  。
　　（3）假设BX=1256H，字变量TABLE的偏移地址是20A1H,数据段偏移地址32F7H处存放3280H，执行指令“JMP BX"后IP=    1256H   ，执行指令”JMP TABLE“后IP=  3280H   。
　　（4）"CMP AX,3721H"指令之后是JZ指令，发生转移的条件是AX=   3271H  ，此时ZF=    1   。
　　（5）执行""SHR BX,1"指令后，JNC发生转移，说明BX的D0=    0   。
　　（6）在DX等于0时转移，可以使用指令“CMP DX,     0    ",也可以使用"TEST DX,    FFFFH   "构成条件，然后使用JE指令实现转移。
4.4 已知VAR1、VAR2、VAR3和VAR4是16位有符号整数，用汇编语言程序片段实现如下C语句：
　　VAR4=(VAR1*6)/(VAR2-7)+VAR3
<div class="cnblogs_code">
<pre>;用汇编语言实现var4=(var1*6)/(var2-7)+var3
 .model small
.stack
.data
var1 dw10
var2 dw 9
var3 dw 15
var4 dw ?
.code
.startup
mov ax,var1
mov bx,6
mul bx
mov cx,var2
sub cx,7
div cx
add ax,var3
mov var4,ax

add var4,30h
mov dx,var4
mov ah,9
int 21h
.exit
end</pre>
</div>
 
4.7 为了验证例4-3程序的执行路径，可以在每个标号前后增加显示一个数字的功能，是的程序运行后显示数码123456.
<div class="cnblogs_code">
<pre>;eg403.asm
 .model small
.stack
.data
nvar dw ?
fvar dd ?
.code
.startup
labl0:
jmp labl1 ;段内（短）转移、相对寻址
nop
labl1:
mov ah,2
mov dl,'1'
int 21h
jmp near ptr labl2 ;段内（近）转移、相对寻址
nop
labl2:
mov ah,2
mov dl,'2'
int 21h
mov ax,offset labl3
jmp ax ;段内转移、寄存器间接寻址
nop
labl3:
mov ah,2
mov dl,'3'
int 21h
mov ax,offset labl4
mov nvar,ax
jmp nvar ;段内转移、存储器间接寻址
nop
labl4:
mov ah,2
mov dl,'4'
int 21h
jmp far ptr labl5 ;段间转移、直接寻址
nop
labl5:
mov ah,2
mov dl,'5'
int 21h
mov ax,offset labl6
mov word ptr fvar,ax
mov dx,seg labl6
mov word ptr fvar+2,dx
jmp fvar ;段间转移、间接寻址
nop
labl6:
mov ah,2
mov dl,'6'
int 21h

.exit
end</pre>
</div>
 
4.13 8086处理器的指令CWD将AX符号扩展到DX。假若没有该指令，编程实现该指令功能。
<div class="cnblogs_code">
<pre>;编程实现将ax符号扩展到dx
 .model small
.stack
.data
.code
.startup
;第一种方法：用符号扩展的含义
mov ax,45h ;初始化ax
test ax,ax
js one
mov dx,0
jmp over1
one:
mov dx,0ffffh
over1:
nop ;空操作，第一种方法结束

;第二种方法：用移位实现
mov ax,0f045h ;初始化ax
mov bx,ax;为了不改变ax的值，将ax值赋值给bx
shl bx,1 ;取ax的最高位到cf
rcr dx,1 ;将cf的值移入dx最高位
mov cl,15
sar dx,cl ;dx算数右移15，dx所有位变成ax的符号位

.exit
end</pre>
</div>
 
4.15 编程：先提示输入数字"INPUT NUMBER:0~9"，然后再下一行显示输入的数字，结束；如果不是键入了0~9数字，就提示错误'ERROR'，继续等待输入数字。
<div class="cnblogs_code">
<pre>;输入数字
 .model small
.stack
.data
errormsg db 'Error!',0dh,0ah,'$' ;9个信息
msg db 'Input number(1~9): $' ;提示输入字符串
crlf db 0dh,0ah,'$' ;回车换行字符
 .code
.startup
again:
mov dx,offset msg
mov ah,9
int 21h ;提示输入
mov ah,1 ;等待按键
int 21h
push ax ;暂时将输入的按键字符保存到堆栈
mov dx,offset crlf ;回车换行
mov ah,9
int 21h
pop ax ;恢复按键字符
cmp al,'1' ;数字 < 1？
jb error
cmp al,'9' ;数字 > 9？
ja error
mov dl,al
mov ah,2
int 21h ;显示数字
jmp done;结束
error:
mov dx,offset errormsg
mov ah,9
int 21h ;提示输入
jmp again
done:
.exit
end</pre>
</div>
  
来源：https://www.cnblogs.com/hotaru-klxx/p/15519272.html

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汇编语言期末复习——第四章 程序结构

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